交流发电机的结构及工作原理

1、交流发电机的结构一、6管交流发电机的结构交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。jf132型交流发电机组件图见图2-5ajf132型交流发电机结构图见图2-5b图2-5&jf132s交流发电机结构图6w堵蜒ifl 7-定子煨组8-定子伕心a拚越虽10凤用hjf132型交流发电机结构图见图2-5c（一）转子转子的功用是产生旋转磁场。转子rfl爪极、磁辘、磁场绕组、集电环、转子轴组成，见图26图26交流发葩机的转子集电环2转子紬3-爪极4-磁淀5-磁场绕细转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极，爪极空腔内装有磁场绕组（转子线圈） 和磁辘。集电环由两个彼此绝缘的铜环组

2、成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环 分别与磁场绕组的两端相连。当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极 一块被磁化为n极，另一块被磁化为s极，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时， 就形成了旋转的磁场。交流发电机的磁路为：磁辘一n极一转子与定子之间的气隙-定子定子与转子间的气隙一s 极磁轨。见图27。图27交流发电机的磁路1-磁馳2磁场绕组3. 4-磁极5定子 铁心6定子绕组7-轴8漏磁通2. 整流管的安装将正极管安装在一块铝制散热板上，称为正整流板；将负极管安装另一块铝制散热板上，称为 负整流板，也可用发电机后盖代替负整流板。见图2-

3、10ob)图2t0二极骨安装示总图 “煜搀氏b）电轴图c）bjt图1 正第诜極2-负绍流板乎正整流板上有-个输出接线柱b （发电机的输岀端）。负整流板上直接搭铁。负整流板上一定和壳体相联接。整流板的形状各异，有马蹄形、长方形、半圆形等见图211b）9图2-11型交滾发电机空涂器总成g整流板b）整流器总成一负索流板2-正聲滾板3-敗热片4-连接嫦检5-正扱符6-负也臂7-安装孔8-绝给垫9-电枢接柱安装孔二、8管交流发电机8管交流发电机（如夏利车用）和6管交流发电机的基本机构是相同的，所不同的是整流器有8只硅整流二极管，其屮6只组成三相全波桥式整流电路，还有2只是中性点二极管，1只正 极管接在中

4、性点和正极之间，1只负极管接在中性点和负极之间。对中性点电压进行全波整流。（见图2-14）i 丄e 发电机丄在图2-14八管交流发电机电路图试验表明：加装中性点二极管的交流发电机在结构不变的情况下可以提高发电机的功率10% 15%。中性点二极管提高发电机功率的原理：交流发电机中性点电压为三次谐波，随着发电机转速的提高，中性点三次谐波电压也升高。见 图 2-15-10图2-15不同转速时中性点电压当中性点电压瞬时值高于三相绕组的最高值时，中性点正极管导通对外输出电流；电流回路为: 中性点一中性点正极管一负载一某一负极管一定子绕组一中性点。见动画2。当屮性点电压瞬时值低于三相绕组的最低值时，屮性点

5、负极管导通对外输出电流；电流回路： 中性点-定子绕组t某一正极管t负载-中性点负极管一 中性点。由于中性点参与了对外输出, 所以能提高输出功率。五、无刷交流发电机由于没有电刷和集电环，所以不会因为电刷和集电环的磨损和接触不良造成激磁不稳定或发电 机不发电等故障；同时工作时无火花，也减小了无线电干扰。无刷交流发电机分为爪极式、激 磁机式和永磁式三种。（一）爪极式无刷交流发电机见图218图2-18爪极式无刷交流发电机的结构原理及磁路1-转子轴；2-磁純托架；3 端盖；4-爪极；5-定子铁心；6-非导磁联接环；7-磁场绕组；8转子磁毙1. 爪极式无刷交流发电机的结构及工作原理爪极式无刷交流发电机磁场

6、绕组是静止的，它通过一个磁轨托架固定在后端盖上,所以，不再 需要电刷。两个爪极屮只有一个爪极直接固定在电机转子轴上，另一爪极则用非导磁联接环固定在前一爪 极上。当转子旋转吋，一个爪极就带动另一爪极一起在定子内转动，当磁场绕组中有直流电通 过时，爪极被磁化,，就形成了旋转磁场。磁路如图21x所示2. 优点（1）结构简单、维护方便、工作可靠（2）不存在电刷与集电环接触不良导致的发电不稳或不发电故障。3. 缺点（1）爪极间连接工艺困难（2）rh于磁路中间隙加大，发电机相同输出功率下需加大励磁电流。（二）激磁机式无刷交流发电机见图219图2-19 激磁机式无刷交流发电机i 铁线住：2-抑制电弄：3 晶

7、体計调d签：4 - k f ； 5磁极：6-紐场绕细；7 定子铁心；8-5*1 f绕组；9 駅动纽盖；k） 油封； 】-址嗨；）2 油逍：门-油环：2-爪极式转子；15 踐场绕组；16-17 18进凤口图219为德国波许公司生产的带有激磁机的无刷交流发电机。它实际上是在一台爪极式三相 交流发电机的基础上增加了一部专为其激磁的小型硅整流交流发电机，称为激磁机（图中4、 5、6）,激磁机的磁场绕组固定，而三相绕组是转动的。当发电机转动时，在激磁机转子4的 三相绕组中感应出三相交流电，在发电机内部经二极管整流后变为直流电，直接供给爪极式三 相交流发电机的磁场绕组15激磁发电。这种无刷发电机的优点是磁

8、路屮无附加气隙，因而漏磁少，输出功率大，但结构复杂。六、带泵交流发电机 带泵交流发电机的发电机与普通交流发电机完全-样，不同的是转子轴很长并伸出后端盖，利 用外花键与真空泵的转于内花键相连接，驱动真空泵与发电机转子同步旋转，给汽车制动系中 的真空筒抽真空，为制动系的真空增压器提供真空源，主要用于没有真空源的柴油机（汽油机 可直接从进气歧管处取得真空。制动吋因节气门几乎关闭而在进气歧管中形成高真空，而柴油 机无节气门）。国产jfb2525型带泵交流发电机外形如图221所示。图2-21带泵交流发电机外形七、汽车双整流发电机双整流发电机是一种最新型交流发电机，它大大改善了普通交流发电机低速充电性能和

9、高速最 大功率输出，又不增设比较复杂的控制电路，因此也没有增加充电系的故障率。1.结构原理如图2-22所示。在普通交流发电机三相定于绕组基础上，增加绕组匝数并引出接线头，增加 一套三相桥式整流器。低速时由原绕组和增绕组串联输出，而在较高转速时，仅由原三相绕组 输出。工作中高低速供电电路的变换是口动的，没有增设任何机电控制装置，其工作原理分析 如下：图2-22双整流发电机电压控制原理在低速范围内，由于发电机转速低，三相绕组的串联输出，提高了发电机的输出电压，使发电 机低速充电性能大大提高。在高速范围内，随着发电机转速的增大，串接的三相绕组的感抗增大，内压降增大，再加上电枢反应加强，使输出电压下降

10、。这时原三相绕组a、b、c因内压 降较小，产生的感应电流相对较大，确保高速下的功率输出。2.双整流发电机的优点有；（1）既降低了发电机的充电转速，又保证了高速大电流输出，提高了发电机的有效功率。双 整流发电机比普通发电机最低充电转速降低了 200-300r/min,在低速下发电机即可输出电流 达10a；而额定电压及额定电流下的转速不大于25001/ mine（2）结构简单，工作可靠，只在定子槽中增加绕组匝数，增加一套三相桥式整流。八感应子式交流发电机感应子式交流发电机也是一种无电刷交流发电机，由定子、转子、整流器和机壳组成。它的转 子是由齿轮状钢片钏成，其上有若于个沿圆周均匀分布的齿形凸极，而没有磁场绕组。磁场绕 组和电枢绕组均安放在定子槽屮，如图223所示。图2-23感应了式交流发电机i-定子铁心；2 电枢绕组；3 磁场绕组；4 转子 当磁场绕组3通人直流电后，在定子铁心1中产生固定磁场（右上部、左下部为s极；左上部、 右下部为n极）。由于转子4凸齿部分磁通容易通过，磁感应强度最大，从而形成磁极。但转 子的每个凸齿是没有固定极性的，当它对着定子n极就是s极，对着s就是n极。转子凸齿在不运动的磁场内旋转时，当凸齿对着定子凸齿时，磁通量最大，当转子槽对着走子 凸齿